一种仿生机器人的腿部行走控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种仿生机器人的腿部行走控制系统，包括以下步骤：第一步，第一腿部总成抬腿，第二腿部总成站立；第二步，第一腿部总成恢复站立,第二腿部总成后蹬；第三步，第一腿部总成保持站立，第二腿部总成抬腿；第四步，第二腿部总成恢复站立,第一腿部总成后蹬；如此循环执行以上述步骤。本仿生机器人的腿部行走控制系统能使仿生机器人腿部能模仿出类似人类行走的姿态，使仿生机器人保持平衡，并且能平稳地向前行走，活动范围更加宽广。

A leg walking control system of bionic robot

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机器人的腿部行走控制系统
本专利技术涉及机器人领域，具体是一种仿生机器人的腿部行走控制系统。
技术介绍
双足行走机器人的研究始于1968年，美国通用公司的 R.Smo- sher 试制了一台名为“Rig”的操纵型双足步行机器人，揭开了双足机器人研究的序幕，但该机器人只有踝和髋两个关节，操纵者靠力反馈感觉来保持机器人的平衡。1968～1969 年，南斯拉夫的著名科学家 M.Vukobratovic 提出了一种重要的研究双足机器人的理论，即 MP 稳定 判据，并研制出世界上第一台真正意义的双足机器人；但这种完全靠编程控制的双足行走机器人在许多危急情况下单靠编程的控制是无法处理的。因此，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种仿生机器人的腿部行走控制系统，其能使仿生机器人腿部能模仿出类似人类行走的姿态，使仿生机器人保持平衡，并且能平稳地向前行走，活动范围更加宽广。本专利技术的目的是这样实现的：一种仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：包括以下步骤：第一步，第一腿部总成抬腿，第二腿部总成站立；第二步，第一腿部总成恢复站立,第二腿部总成后蹬；第三步，第一腿部总成保持站立，第二腿部总成抬腿；第四步，第二腿部总成恢复站立,第一腿部总成后蹬；如此循环执行以上述步骤。所述第一腿部总成和第二腿部总成分别包括大腿组件中的一支以上大腿推拉杆、及小腿组件中的一支以上小腿推拉杆；第一步中，初始站立状态下，控制第一腿部总成完成抬腿动作，第二腿部总成保持站立动作；第一腿部总成抬腿动作的控制如下：控制两支大腿推拉杆按比例2:3的推出长度伸展，控制一支以上小腿推拉杆伸展；第二步中，控制第二腿部总成完成后蹬动作，控制第一腿部总成恢复站立动作；第二腿部总成后蹬动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩；第一腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩至初始位置；第三步中，控制第二腿部总成完成抬腿动作，第一腿部总成保持站立动作；第二腿部总成抬腿动作的控制如下：控制两支大腿推拉杆按比例2:3的推出长度伸展，控制一支以上小腿推拉杆伸展；第四步中，控制第一腿部总成完成后蹬动作，控制第二腿部总成恢复站立动作；第一腿部总成后蹬动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩；第二腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩至初始位置。第一步中，还需要控制第二腿部总成中的一支以上小腿推拉杆收缩；第三步中，还需要控制第一腿部总成中的一支以上小腿推拉杆收缩。所述大腿推拉杆和/或小腿推拉杆上设置有相应的位置传感器；控制腿部行走前需要实现站立姿态，站立姿态下位置传感器检测相应推拉杆的初始位置；当位置传感器的信号S为1时，表示相应的推拉杆伸缩位置不在初始位置；当位置传感器的信号S为0时，表示相应的推拉杆伸缩位置在初始位置。腿部行走控制过程中，第一步、第二步、第三步和第四步一直依次循环执行，无论在哪步停止，第一腿部总成和/或第二腿部总成都会恢复初始站立状态。作为具体的实施方案：所述仿生机器人包括第一腿部总成和第二腿部总成；所述第一腿部总成包括大腿组件中位于外侧的第一大腿推拉杆、大腿组件中位于内侧的第二大腿推拉杆、小腿组件中位于外侧的第一小腿推拉杆、及小腿组件中位于内侧的第二小腿推拉杆；所述第二腿部总成包括大腿组件中位于外侧的第三大腿推拉杆、大腿组件中位于内侧的第四大腿推拉杆、小腿组件中位于外侧的第三小腿推拉杆、及小腿组件中位于内侧的第四小腿推拉杆；腿部行走控制包括以下步骤：第一步，初始站立状态下，控制第一腿部总成完成抬腿动作，第二腿部总成保持站立动作；第一腿部总成抬腿动作的控制如下：控制第一大腿推拉杆和第二大腿推拉杆按比例:的推出长度伸展，控制第一小腿推拉杆和第二小腿推拉杆同时伸展；第二步，控制第二腿部总成完成后蹬动作，控制第一腿部总成恢复站立动作；第二腿部总成后蹬动作的控制如下：控制第三大腿推拉杆、第四大腿推拉杆、第三小腿推拉杆和第四小腿推拉杆分别收缩；第一腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制第一大腿推拉杆、第二大腿推拉杆、第一小腿推拉杆和第二小腿推拉杆分别收缩至初始位置；第三步，控制第二腿部总成完成抬腿动作，第一腿部总成保持站立动作；第二腿部总成抬腿动作的控制如下：控制第三大腿推拉杆和第四大腿推拉杆按比例:的推出长度伸展，控制第三小腿推拉杆和第四小腿推拉杆同时伸展；第四步，控制第一腿部总成完成后蹬动作，控制第二腿部总成恢复站立动作；第一腿部总成后蹬动作的控制如下：控制第一大腿推拉杆、第二大腿推拉杆、第一小腿推拉杆和第二小腿推拉杆分别收缩；第二腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制第三大腿推拉杆、第四大腿推拉杆、第三小腿推拉杆和第四小腿推拉杆分别收缩至初始位置；如此循环执行上述步骤。第一步中，第一大腿推拉杆伸展2秒，第二大腿推拉杆伸展3秒，第一小腿推拉杆和/或第二小腿推拉杆伸展2秒，第二腿部总成中的第四小腿推拉杆收缩1秒。第二步中，第三大腿推拉杆、第四大腿推拉杆、第三小腿推拉杆和/或第四小腿推拉杆收缩1.5秒。第三步中，第三大腿推拉杆伸展2秒，第四大腿推拉杆伸展3秒，第三小腿推拉杆和/或第四小腿推拉杆伸展2秒，第一腿部总成中的第二小腿推拉杆收缩1秒。第四步中，第一大腿推拉杆、第二大腿推拉杆、第一小腿推拉杆和/或第二小腿推拉杆收缩1.5秒。本专利技术的有益效果如下：为适应不同的使用环境，本通过远程操控的腿部行走控制系统来应对多种突发情况；通过接入5G信号能做到极低的延迟，实现了肉眼可见的同步动作，手指也能灵活控制，这是传统机器人不能做到的极大优点；通过本仿生机器人的腿部行走控制系统实现的行走方式基本具备了代替人类进去危险场所工作的基本能力，可用于一些勘探和危机处理。为了克服机器人行走中容易失去平衡的问题，通过本仿生机器人的腿部行走控制系统可使仿生机器人的行走模仿人类的腿及髋关节、膝关节和裸关节的运动，使仿生机器人在行走中的每个点都保持平稳并具备了一定的负重能力，地理位置复杂的地方也能保持平稳行走；通过与上身的连接具备在一定高危场景工作的基本要求，能应对一些复杂的突发情况，减少抢险救灾中人员的伤亡，以达到零伤亡为目的。附图说明图1为本专利技术一实施例中腿部行走控制系统的控制流程图。图2为本专利技术一实施例中仿生机器人站立状态的后视图。图3为本专利技术一实施例中仿生机器人行走状态的侧视图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1-图3，本仿生机器人的腿部行走控制系统中，涉及的仿生机器人包括第一腿部总成（左侧）和第二腿部总成（右侧）；第一腿部总成包括大腿组件中位于外侧的第一大腿推拉杆1、大腿组件中位于内侧的第二大腿推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：包括以下步骤：/n第一步，第一腿部总成抬腿，第二腿部总成站立；/n第二步，第一腿部总成恢复站立, 第二腿部总成后蹬；/n第三步，第一腿部总成保持站立，第二腿部总成抬腿；/n第四步，第二腿部总成恢复站立, 第一腿部总成后蹬；/n如此循环执行以上述步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，第一腿部总成抬腿，第二腿部总成站立；
第二步，第一腿部总成恢复站立,第二腿部总成后蹬；
第三步，第一腿部总成保持站立，第二腿部总成抬腿；
第四步，第二腿部总成恢复站立,第一腿部总成后蹬；
如此循环执行以上述步骤。


2.根据权利要求1所述仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：所述第一腿部总成和第二腿部总成分别包括大腿组件中的一支以上大腿推拉杆、及小腿组件中的一支以上小腿推拉杆；
第一步中，初始站立状态下，控制第一腿部总成完成抬腿动作，第二腿部总成保持站立动作；第一腿部总成抬腿动作的控制如下：控制两支大腿推拉杆按比例2:3的推出长度伸展，控制一支以上小腿推拉杆伸展；
第二步中，控制第二腿部总成完成后蹬动作，控制第一腿部总成恢复站立动作；第二腿部总成后蹬动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩；第一腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩至初始位置；
第三步中，控制第二腿部总成完成抬腿动作，第一腿部总成保持站立动作；第二腿部总成抬腿动作的控制如下：控制两支大腿推拉杆按比例2:3的推出长度伸展，控制一支以上小腿推拉杆伸展；
第四步中，控制第一腿部总成完成后蹬动作，控制第二腿部总成恢复站立动作；第一腿部总成后蹬动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩；第二腿部总成恢复站立动作的控制如下：控制一支以上大腿推拉杆和一支以上小腿推拉杆分别收缩至初始位置。


3.根据权利要求2所述仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：第一步中，还需要控制第二腿部总成中的一支以上小腿推拉杆收缩；第三步中，还需要控制第一腿部总成中的一支以上小腿推拉杆收缩。


4.根据权利要求2所述仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：所述大腿推拉杆和/或小腿推拉杆上设置有相应的位置传感器；控制腿部行走前需要实现站立姿态，站立姿态下位置传感器检测相应推拉杆的初始位置；当位置传感器的信号S为1时，表示相应的推拉杆伸缩位置不在初始位置；当位置传感器的信号S为0时，表示相应的推拉杆伸缩位置在初始位置。


5.根据权利要求2所述仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：腿部行走控制过程中，第一步、第二步、第三步和第四步一直依次循环执行，无论在哪步停止，第一腿部总成和/或第二腿部总成都会恢复初始站立状态。


6.根据权利要求1-5任一项所述仿生机器人的腿部行走控制系统，其特征在于：所述仿生机器人包括第一腿部总成和第二腿部总成；所述第一腿部总成包括大腿组件中位于外侧的第一大腿推拉杆（1）、大腿组件中位于内侧的第二大腿推拉杆（2）、小腿组件中...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦骞誉，
申请(专利权)人：路邦科技授权有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81